Question

3．在一定温度下，4L密闭容器内存在反应2N?M，其中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
（1）比较t₂时刻，正逆反应速率大小V_正＞V_逆．
（2）若t₂=2min，计算反应开始至t₂时刻，M的平均化学反应速率为0.25mol/（L•min）t₂时，反应是否达到平衡状态？否（填“是”或“否”）t₃时，v（正）=v（逆）．（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）已知该反应是放热反应，则N的能量大于M的能量 （填“大于”“小于”“等于”）
（4）．在恒温下的VL密闭容器中，有可逆反应2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）不能说明已达到平衡状态的是A
A．正反应生成NO₂的速率和逆反应生成O₂的速率相等
B．反应器中压强不随时间变化而变化
C．混合气体颜色深浅保持不变
D．混合气体平均分子量保持不变．

Answer 1

分析 （1）根据可逆反应是否到达平衡状态判定；
（2）根据曲线的变化特点判断达到平衡的时间，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率，t₂到t₃时刻，M的物质的量继续增加，N的物质的量继续减小，t₂时刻反应未达平衡，t₃后M、N不变则达平衡；
（3）根据反应物的总能量和生产物的总能量相对大小与反应热的关系判定；
（4）A、正反应生成NO₂的速率和逆反应生成O₂的速率等于2：1时，反应达到平衡状态．
B、反应前后气体的化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的压强不变；
C、混合气体的颜色不再改变，说明NO₂气体的浓度不变；
D、当达到平衡时，气体的物质的量不变，则混合气体的平均摩尔质量不再改变．

解答 解：（1）t₂到t₃时刻，M的物质的量继续增加，N的物质的量继续减小，t₂时刻反应未达平衡，反应向正反应方向进行，故V_正＞V_逆，故答案为：＞；
（2）由图象可知，用M表示的平均化学反应速率为v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{（4-2）mol}{4L}}{2min}$=0.25mol/（L•min），t₂到t₃时刻，M的物质的量继续增加，N的物质的量继续减小，t₂时刻反应未达平衡，t₃后M、N不变则达平衡，所以v（正）=v（逆）；
故答案为：0.25mol/（L•min）；否；=；
（3）根据能量守恒，反应物的总能量＞生产物的总能量，放热反应；该反应是放热反应，所以N的总能量大于M的总能量，
故答案为：大于；
（4）A、正反应生成NO₂的速率和逆反应生成O₂的速率等于2：1时，反应达到平衡状态，故A错误；
B、反应前后气体的化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的压强不变，故B正确；
C、混合气体的颜色不再改变，说明NO₂气体的浓度不变，达到平衡状态，故C正确；
D、反应前后气体的化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的物质的量不变，则混合气体的平均摩尔质量不再改变，故D正确．
故选：A．

点评 本题考查较为综合，涉及平衡状态、反应速率的计算、反应热等问题，题目难度不大，注意相关知识的积累．